無堵塞潛水磨碎泵優(yōu)化設(shè)計及空化流動特性研究.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，所產(chǎn)生的污水中含纖維等雜質(zhì)越來越多，但普通排污型水泵在運(yùn)行時易堵塞，已無法滿足輸送含有高纖維雜質(zhì)的介質(zhì)要求，因此帶有輔助切割磨碎裝置的污水泵越來越廣泛地得到運(yùn)用。無堵塞潛水磨碎泵廣泛適用于醫(yī)院、酒店、家庭生活污水以及雨水排放等。本文主要圍繞無堵塞潛水磨碎泵的優(yōu)化設(shè)計及空化流動特性進(jìn)行系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　 1.結(jié)合潛水磨碎泵特點(diǎn)，對潛水磨碎泵進(jìn)行水力設(shè)計，并進(jìn)行三維建模、六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃

2、分及網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)。通過三維流場的數(shù)值模擬，分析潛水磨碎泵流場內(nèi)部壓力、速度等的分布規(guī)律。
　　 2.為研究無葉腔寬度L、動靜刀盤徑向間隙、刀頭數(shù)目等因素對潛水磨碎泵性能的影響規(guī)律，分別研究無葉腔寬度L為18mm、22mm、26mm、30mm、動靜刀盤間隙為1mm、1.5mm,2mm及2、3、4個刀頭數(shù)的潛水磨碎泵性能，發(fā)現(xiàn):(1)隨著無葉腔寬度L減小，各個工況點(diǎn)的功率均下降，小流量工況揚(yáng)程升高，大流量工況揚(yáng)程降低，泵的最高效率

3、值升高，并向小流量工況移動。(2)隨著動靜刀盤徑向間隙減小，潛水磨碎泵的揚(yáng)程下降，且流量-揚(yáng)程曲線陡降趨勢更加明顯，泵無過載性能變好。(3)隨著動刀盤刀頭數(shù)量的增加，泵的揚(yáng)程有一定程度的下降，且小流量工況下降幅度較大，各個工況點(diǎn)泵的效率整體降低，而功率整體升高。
　　 3.對潛水磨碎泵進(jìn)行空化數(shù)值模擬，分析潛水磨碎泵內(nèi)部空化流動特性。對2、3、4個刀頭數(shù)的潛水磨碎泵進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著刀頭數(shù)的增加，刀頭附近的空化加劇，造成磨碎泵進(jìn)

4、口流動惡化。
　　 4.分別對淹沒深度0.5m、1m,1.5m,2m四種情況的潛水磨碎泵進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn):隨著潛水磨碎泵的淹沒深度增加，在小流量工況下，刀頭附近的空化情況變化不大;而大流量工況下，刀頭附近的空化程度在減弱，而潛水磨碎泵的揚(yáng)程會有一定程度的升高。
　　 5.將刀頭設(shè)計為流線型，與非流線型刀頭進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn):采用流線型刀頭潛水磨碎泵的功率較低，最高效率值高于非流線型刀頭潛水磨碎泵;刀頭形狀改為流線型可以有效

5、控制刀頭附近的空化強(qiáng)度，改善泵磨碎裝置處的流動狀態(tài)。
　　 6.分別堵塞潛水磨碎泵靜刀盤流道的1/4、1/3、1/2進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn):隨著流道堵塞加劇，潛水磨碎泵的揚(yáng)程及最高效率值均出現(xiàn)下降，最高效率點(diǎn)向小流量區(qū)域移動，其功率有一定程度的下降，刀頭附近空化加劇。
　　 7.對2刀頭潛水磨碎泵不同工況內(nèi)部流場壓力脈動進(jìn)行時域和頻域分析。分析發(fā)現(xiàn):隨著流量的增大，動刀盤上監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈動波動幅度減小，靜刀盤上各個監(jiān)測點(diǎn)的壓力脈

6、動波動幅度隨流量增加而增大;隨著流量的增加，各個監(jiān)測點(diǎn)主頻幅值降低;靜刀盤流道內(nèi)壓力脈動脈動能量最大，且越遠(yuǎn)離靜刀盤流道脈動能量降低。
　　 8.對GSP-22型無堵塞潛水磨碎泵進(jìn)行性能試驗(yàn)，結(jié)果表明:加裝磨碎裝置會造成泵的揚(yáng)程和效率降低，并使軸功率增加;數(shù)值模擬預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合情況良好。對潛水磨碎泵進(jìn)行磨碎效果試驗(yàn)，能夠?qū)⒚奘痔?、衛(wèi)生巾以及雞骨頭等試驗(yàn)對象順利磨碎，無纏繞或堵塞現(xiàn)象;對不同動靜刀盤徑向間隙的潛水磨碎泵分別